Bộ 5 đề thi chọn HSG Vật Lý 9 năm 2021 Trường THCS Nguyễn Huệ có đáp án

TRƯỜNG THCS NGUYỄN HUỆ

ĐỀ THI CHỌN ĐỘI TUYỂN HSG NĂM HỌC 2020-2021 MÔN: VẬT LÝ 9 Thời gian làm bài: 90 phút

 

Câu 1: Cho mạch điện như hình 1. Biết hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch là U_AB=9V không đổi, R₁=3W, R₂=6W, đèn Đ loại 6V-6W, R₃ là một biến trở, Ampe kế có điện trở nhỏ không đáng kể.

1/ Mở khóa k

          a) Điều chỉnh R₃=6W. Hỏi đèn sáng như thế nào?

          b) Tìm giá trị của R₃ để cường độ dòng điện qua mạch chính gấp 3 lần cường độ dòng điện qua R₃.

          c) Tìm giá trị của R₃ để công suất tiêu thụ trên R₃ có giá trị bằng 4W.

2/ Đóng khóa K, điều chỉnh biến trở có giá trị bằng 6W. Tìm số chỉ của ampe kế.

Câu 2 : Cho mạch điện như hình 2. Biết R₁=2W, R₂=6W, biến trở MN có điện trở toàn phần bằng 12W, vôn kế có điện trở lớn vô cùng, hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch là U_AB=6V không đổi.

1/ Xác định số chỉ của vôn kế khi:

          a) Con chạy C đặt tại điểm N.

          b) Con chạy C đặt tại vị trí chính giữa biến trở .

2/ Khi con chạy C dịch chuyển từ M sang N thì cường độ dòng điện trong mạch chính có giá trị lớn nhất là bao nhiêu?

ĐÁP ÁN

Câu	Nội dung
Câu 1	1) Mở khóa K. Cấu trúc mạch: R1 nt(Đ//R3) a) \(\begin{array}{l} {R_{AB}} = {R_1} + {R_{CB}} = 3 + 3 = 6(\Omega )\\ {I_{AB}} = \frac{{{U_{AB}}}}{{{R_{AB}}}} = \frac{9}{6} = 1,5(A)\\ {U_{CB}} = {I_{AB}}{R_{CB}} = 1,5.3 = 4,5(V) \end{array}\)  UĐ=UCB=4,5V < UĐ(đm) Vậy đèn sáng yếu hơn mức bình thường.
	b) Có IAB = IĐ +  I3 Theo bài ra: IAB =  3I3  IĐ = 2I3
	c) Đặt R3=x \(\begin{array}{l} {{\rm{R}}_{{\rm{CB}}}} = \frac{{6x}}{{6 + x}}(\Omega )\\ {{\rm{R}}_{AB}}{\rm{ = }}{{\rm{R}}_1}{\rm{ + }}{{\rm{R}}_{{\rm{CB}}}} = 3 + \frac{{6x}}{{6 + x}} = \frac{{9x + 18}}{{x + 6}}(\Omega )\\ {{\rm{I}}_{AB}}{\rm{ = }}\frac{{{U_{AB}}}}{{{{\rm{R}}_{AB}}}}{\rm{ = }}\frac{{x + 6}}{{x + 2}}(A)\\ {{\rm{U}}_{CB}}{\rm{ = }}{{\rm{I}}_{AB}}{\rm{.}}{{\rm{R}}_{CB}}{\rm{ = }}\frac{{x + 6}}{{x + 2}}.\frac{{6x}}{{x + 6}} = \frac{{6x}}{{x + 2}}(V)\\ {{\rm{I}}_3}{\rm{ = }}\frac{{{{\rm{U}}_{CB}}}}{{{R_3}}}{\rm{ = }}\frac{{6x}}{{x + 2}}.\frac{1}{x} = \frac{6}{{x + 2}}(A)\\ {{\rm{P}}_3}{\rm{ = I}}_3^2{{\rm{R}}_3}{\rm{ = }}{\left( {\frac{6}{{x + 2}}} \right)^2}x = \frac{{36x}}{{{x^2} + 4x + 4}}\,({\rm{W}})\\ {P_3} = {\rm{ }}4W =  > \frac{{36x}}{{{x^2} + 4x + 4}}\, = 4 \Rightarrow {x^2} - 5x + 4 = 0 \end{array}\) P3 = 4W=> => x = 1 hoặc x = 4 Vậy với R3 = 1W hoặc R3 = 4W thì công suất tiêu thụ trên R3 bằng 4W
	2) Đóng khóa K: Ta có \(\begin{array}{l} {R_{12}} = \frac{{{R_1}{R_2}}}{{{R_1} + {R_2}}} = \frac{{6.3}}{{6 + 3}} = 2(\Omega )\\ {R_{AB}} = {R_{12}} + {R_{3d}} = 2 + 3 = 5(\Omega )\\ {I_{AB}} = \frac{{{U_{AB}}}}{{{R_{AB}}}} = \frac{9}{5} = 1,8(A)\\ {U_{12}} = {I_{AB}}{R_{12}} = 1,8.2 = 3,6(V)\\ {I_1} = \frac{{{U_{12}}}}{{{R_1}}} = \frac{{3,6}}{3} = 1,2(A)\\ {U_{3d}} = {U_{AB}} - {U_{12}} = {I_{AB}}{R_{12}} = 9 - 3,6 = 5,4(V)\\ {I_d} = \frac{{{U_{3d}}}}{{{R_d}}} = \frac{{5,4}}{6} = 0,9(A) \end{array}\) Vì I1 > IĐ nên dòng điện qua ampe kế có chiều từ C tới D. Xét tại nút C ta có:           I1 = IA + IĐ => IA = I1 - IĐ = 1,2 - 0,9 = 0,3(A)
Câu 2	1/ a) Khi con chạy C đặt tại điểm N, đoạn mạch chứa biến trở và R2 bị nối tắt (không có dòng điện chạy qua), mạch chỉ có R1. => U2 = I2R2 = 0(V) Ta có UV = UAB - U2 = 6-0=6(V) b) Khi con chạy C đặt tại chính giữa biến trở, ta có cấu trúc mạch: R1 nt [RCN // (RCM nt R2) \(\begin{array}{l} {{\rm{R}}_{{\rm{CN}}}} = {\rm{ }}{{\rm{R}}_{{\rm{CM}}}} = \frac{{{R_{MN}}}}{2} = 6(\Omega )\\ {{\rm{R}}_{{\rm{2}}{\rm{,CM}}}} = {R_2}{\rm{ + }}{{\rm{R}}_{{\rm{CM}}}} = 6 + 6 = 12(\Omega )\\ {{\rm{R}}_{CB}}{\rm{ = }}\frac{{{{\rm{R}}_{{\rm{2}}{\rm{,CM}}}}{R_{CN}}}}{{{{\rm{R}}_{{\rm{2}}{\rm{,CM}}}} + {R_{CN}}}} = \frac{{12.6}}{{12 + 6}} = 4(\Omega )\\ {I_{AB}} = \frac{{{U_{AB}}}}{{{R_{AB}}}} = \frac{6}{6} = 1(A)\\ {U_1} = {I_{AB}}{R_1} = 1.2 = 2(V)\\ {U_{CB}} = {U_{AB}} - {U_1} = 6 - 2 = 4(V)\\ {I_{2,CM}} = \frac{{{U_{CB}}}}{{{R_{2,CM}}}} = \frac{4}{{12}} = \frac{1}{3}(A)\\ {U_{CM}} = {I_{2,CM}}{R_{CM}} = \frac{1}{3}.6 = 2(V) \end{array}\) UV = U1 + UCM = 2 + 2 = 4(V) Vậy vôn kế chỉ 4V
	2/ Đặt RCN = x => RCM = 12 - x. => \(\begin{array}{l} {R_{2,CM}} = {R_2} + {R_{CM}} = 6 + 12 - x = 18 - x(\Omega )\\ {R_{CB}} = \frac{{{R_{2,CM}}{R_{CN}}}}{{{R_{2,CM}} + {R_{CN}}}} = \frac{{\left( {18 - x} \right)x}}{{18}}(\Omega )\\ {R_{AB}} = {R_1} + {R_{CB}} = 2 + \frac{{\left( {18 - x} \right)x}}{{18}} = \frac{{ - {x^2} + 18x + 36}}{{18}}(\Omega )\\ {I_{AB}} = \frac{{{U_{AB}}}}{{{R_{AB}}}} = \frac{{108}}{{ - {x^2} + 18x + 36}} = \frac{{108}}{{ - {{(x - 9)}^2} + 117}}(A) \end{array}\) - Biện luận: + Khi x tăng từ 0 đến 9 thì x-9 tăng và x - 9 ≤ 0 => (x - 9)2 giảm => -(x - 9)2 tăng => -(x - 9)2 +117 tăng => IAB giảm + Khi x tăng từ 0 đến 12 thì x-9 tăng và x - 9 ³ 0 => (x - 9)2 tăng => -(x - 9)2 giảm => -(x - 9)2 +117 giảm => IAB tăng Vậy IAB đạt giá trị lớn nhất tại x = 0 hoặc x= 12. - Khi x = 0 thì IAB = 3A - Khi x = 12 thì I­AB = 1A. Có 3A > 1A. Vậy IAB đạt giá trị lớn nhất là 3A khi con chạy C ở vị trí điểm N

-(Hết đề thi số 1)-

2. ĐỀ SỐ 2

 Câu 1:

a) Hình 3a mô tả cấu tạo của dụng cụ để phát hiện dòng điện (một loại điện kế). Dụng cụ này gồm một ống dây B, trong lòng ống dây B có một thanh nam châm A nằm thăng bằng, vuông góc với trục ống dây và có thể quay quanh một trục đặt giữa thanh, vuông góc với mặt phẳng trang giấy (mô tả cụ thể ở hình 3b).

          Nếu dòng điện qua cuộn dây B có chiều được đánh dấu như hình vẽ thì kim chỉ thị quay sang bên phải hay bên trái?

          b) Một khung dây dẫn hình vuông không biến dạng MNPQ chuyển động thẳng đều trong mặt phẳng trang giấy. Khung dây chuyển động từ ngoài vào vùng không gian có từ trường đều (chỉ tồn tại trong miền ABCD). Từ trường đều có các đường sức từ vuông góc với mặt phẳng trang giấy và có chiều đi từ phía trước ra phía sau, kí hiệu bởi dấu +  (hình 4).

          Câu 2: Hãy cho biết trong quá trình khung dây MNPQ chuyển động, khi nào thì trong khung dây xuất hiện dòng điện cảm ứng, khi nào thì không xuất hiện dòng điện cảm ứng. Giải thích?

...

-(Nội dung phần đáp án của đề thi, các em vui lòng xem tại online hoặc tải về)-

Bài 1.

      Một người đứng đón ô tô tại điểm N cách đường đi của ô tô một đoạn NH = 50 m. Biết người đó bắt đầu chạy để đón ô tô ngay khi thấy ô tô cách mình một khoảng NO = 200 m. Coi chuyển động của ô tô và người trong suốt quá trình chuyển động là chuyển động thẳng đều với tốc độ không đổi lần lượt là v₁ = 36 km/h và v₂ = 18 km/h.

      a) Hỏi người đó phải chạy theo hướng hợp với NH một góc bao nhiêu để có thể đón được ô tô ngay khi gặp ô tô?

      b) Người đó phải chạy theo hướng nào và với tốc độ nhỏ nhất là bao nhiêu để có thể đón được ô tô? Biết trong một tam giác ABC ta có \(\frac{{BC}}{{\sin A}} = \frac{{AC}}{{\sin B}} = \frac{{AB}}{{\sin C}};0 \le \sin \alpha  \le 1\)   với mọi góc  \({0^O} \le \alpha  \le {180^O}\)

Bài 2.

      1. Một bình nhiệt lượng kế khối lượng M₁=M chứa một lượng nước có khối lượng M₂=2M hệ thống đang có nhiệt độ T₁=10^oC. Người ta thả vào bình một cục nước đá khối lượng M nhiệt độ _T2=-5^oC khi cân bằng nhiệt thì cục nước đá mới chỉ tan một nửa khối lượng của nó. Sau đó rót thêm một lượng nước ở nhiệt độ T₃=50^oC, có khối lượng bằng tổng khối lượng của nước và nước đá có trong bình. Nhiệt độ cân bằng của hệ sau đó là T₄=20^oC. Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với môi trường xung quanh, coi thể tích của bình đủ lớn, biết nhiệt dung riêng của nước và nước đá lần lượt là c₁ = 4200J/(kg.độ); c₂ = 2100J/(kg.độ), nhiệt nóng chảy của nước đá là λ=34.10⁴J/kg. Xác định nhiệt dung riêng của chất làm nhiệt lượng kế.

...

-(Nội dung phần đáp án của đề thi, các em vui lòng xem tại online hoặc tải về)-

 Bài 1.

1. Một tia sáng chiếu vào hai gương phẳng có đường truyền như hình 3. Tính góc  trong 2 trường hợp sau đây:

1. Biết tam giác ABC cân ( AB = AC), tia tới SI₁ song song với đáy BC và tia phản xạ I₂K vuông góc với đáy BC.
2. Biết tam giác ABC cân ( AB = AC), tia tới SI₁vuông góc với cạnh AB và tia phản xạ I₂K vuông góc với đáy BC.

2. Một vật đặt trên trục chính và vuông góc với trục chính của một thấu kính hội tụ có tiêu cự f. Ảnh ban đầu của vật tạo bởi thấu kính có độ cao bằng ½ vật. Dịch chuyển vật 90cm dọc theo trục chính thì ta thấy ảnh mới của vật có độ cao gấp 4 lần vật và cùng chiều với vật. Xác định chiều dịch chuyển của vật đối với thấu kính, vị trí ban đầu của vật.

 Tính tiêu cự f của thấu kính?

Bài 2.

Biết hiệu điện thế 2 đầu mạch điện của hình 4  là U₀ = 3V, điện trở R₁ = 2,4 , khóa K đang mở. Đóng khóa K thì thấy đèn Đ sáng bình thường, cường độ dòng điện chạy qua R₁ tăng thêm 40% và chạy qua R₂ giảm bớt 16% so với khi khóa K mở. Bỏ qua điện trở của khóa K.

a) Tính điện trở R₂.

b) Xác định hiệu điện thế định mức và công suất định mức của đèn Đ.

...

-(Nội dung phần đáp án của đề thi, các em vui lòng xem tại online hoặc tải về)-

Bài 1:

Trên đoạn đường thẳng AB có hai xe chuyển động. Xe mô tô đi từ A về B, trong nửa đoạn đường đầu xe chuyển động với vận tốc v₁ = 20km/h, trong nửa đoạn đường còn lại xe chuyển động với vận tốc v­₂ = 60km/h. Xe ô tô đi từ B về A, trong nửa thời gian đầu xe chuyển động với vận tốc v₁, trong nửa thời gian còn lại xe chuyển động với vận tốc v­₂. Biết rằng nếu hai xe xuất phát cách nhau 30 phút thì xe mô tô đến B và xe ô tô đến A cùng lúc.

1. Tính quãng đường AB.
2. Nếu hai xe xuất phát cùng lúc thì vị trí gặp nhau của hai xe cách A bao nhiêu?

Bài 2:

Một cục nước đá ở nhiệt độ t₁ = -5⁰C được dìm ngập hoàn toàn vào nước ở nhiệt độ t₂, có cùng khối lượng với nước đá, đựng trong một bình nhiệt lượng kế hình trụ. Chỉ có nước và nước đá trao đổi nhiệt với nhau. Bỏ qua sự thay đổi thể tích của nước và nước đá theo nhiệt độ.

1. Tùy theo điều kiện về nhiệt độ ban đầu t₂ của nước. Hãy nêu và biện luận các trường hợp có thể xảy ra đối với mức nước trong bình nhiệt lượng kế khi có cân bằng nhiệt.
2. Trường hợp mức nước trong bình nhiệt lượng kế giảm 2% so với ban đầu khi có cân bằng nhiệt thì nhiệt độ ban đầu của nước là bao nhiêu?

...

-(Nội dung phần đáp án của đề thi, các em vui lòng xem tại online hoặc tải về)-

Trên đây là một phần trích đoạn nội dung Bộ 5 đề thi chọn HSG môn Vật Lý 9 năm 2021 có đáp án Trường THCS Nguyễn Huệ. Để xem thêm nhiều tài liệu tham khảo hữu ích khác các em chọn chức năng xem online hoặc đăng nhập vào trang hoc247.net để tải tài liệu về máy tính.

Hy vọng tài liệu này sẽ giúp các em học sinh ôn tập tốt và đạt thành tích cao trong học tập.